Способ управления автономным трехфазным инвертором Советский патент 1991 года по МПК H02M7/48 

тервалы от 60 до 120 эл.град.и от 240 до 300 эл.град,разбиваются на 5 отрезков по 12 эл.град., внутри и посередине каждого из которых формируются основные паузы и участки про- водимооти длительностью Д. Характерной особенностью описываемого алгоритма является то, что по краям зон проводимости и закрытого состояния вен- JQ тилей, на интервалах 0-30, 150-180, 180-210 и 330-360 эл.град, формируют дополнительно паузы и участки проводимости.

При этом местоположения середин

дополнительных пауз и участков проводимости на интервалах 0-30 и 180- 210 эл.град определяют путем сдвига на 60 эл.град.в сторону отставания

чину К для соседних нечетных значений п, абсолютная величина К с увеличением п при этом последовательно уменьшается, асимптотически приближаясь к значению 0,268. Применительно к анализируемому варианту (п 5) К 0,277 и выражение для у приобретает вид У 0,277 (12 - Д ) эл.град0 В частности, при Д 0, что соответствует максимальной величине выходного напряжения преобразователя, У 0,277-12 3,32 эл.град.

Структура системы управления инвертором вертикального типа, реализующей рассмотренный алгоритм управления, применительно к варианту п 3, представлена на фиг. 4. Система включает генератор тактовых импульсов 1,

Изобретение откосится к .;мект- ротехнике. Цольк- изобретения является улучшение г;.рмоническсго с ос тая, выходного напряжения инвертора, ocv- ществляомое путем компенсации паразитных гармоник спектра. Способ уп Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении регулируемыми и стабили з ир ов а н HL-IMJ 1 пр с о 0 ра з о в а т ел ями на базе, трехфазнь:,: иш. ерюпов напряжения . Целью изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряжения инвертор, , На лЬиг . t и т ot раже нг. упоощечная силовая схема трехфазного одномосто- вог ) ингертора, выполи ниого на п ол- логгыо уп| аилнс Г ых ключа-, на Лиг. 2 г а. плени, 1 эат-.;:нг- ае7 .1.ч г, перногогческо:; ичлюче ти н гыключекин г взаимным ;Vi сдвигом в 60 э;:.грлч основ- -тх Рь:5:тилей иньергора,; В серединах 1&0-градусных зон управление -ентнля- «, сн -5метрично относительно uti гров указанных зоч, формируют п снонных с.чгна ч ов упр аил пни я пр одолжите-1 .- кость).. ft , Одновременно внутгч ггй- ннх 30-градусных участков --он управления ключами формируют дополнительные сигналы управления, местоположения середин которых определяют сдвигом на эл.грлд. середин соответствующих основных сигн.чло: упгапле- ния, а длительность дополнитаггьямх СИ .Нал ОБ уПрЯПлеНИЯ НАХОДЯ ПО «JiVHK/60 Ц1-:о;;чг:ьной зависимости - i -- Kl - / )эл.град., при этом численное значение коррелирующего коэффициента К определяют из заданной зависимости. 5 ил, временные диаграммы, поясняющие предложенный способ управления; на фиг. 3 - график зависимости величины коэффициента К от значении п; на ф1.г. 4 - структура системы управле- ь-кч, реллизуюр(ей описанный способ управления; нл фиг. 5 - характеристики спектрального состава выходного напряжения инвертора. Временные диаграммы, представленные на фиг, 2, иллюстрирук т алгоритм Сормировакия кривой выходного напряжения ттля вариант п 5, ПРИ котором для каждого вентиля тактовые инО5 4 О О ISO ю

границ указанных отрезков, расположен- 20 связанный с четырехразрядным регистных внутри интервалов 60-90 и 240- 270 эл.град. Так, для анализируемого варианта указанные середины будут иметь координаты соответственно в 12, 24, 192 и 204 эл.град. На интервалах 150-180 и 330-360 эл.град.координаты центров дополнительных пауз и участков проводимости находят сдвигом на 60 эл.град в сторону опережения границ отрезков, расположенных внутри интервалов 90-120 и 270- 300 эл.град. Таким образом, для второй половины дополнительных пауз и участков проводимости местоположения их середины выражаются в данном случае как 156, 168, 336 и 348 эл.град.

Продолжительность отмеченных дополнительных пауз и участков проводимости вентилей в общем случае определяется из соотношения У

- Д} эл.град. В приведенном

выражении численное значение безразмерного коэффициента К выбирается применительно к каждому конкретному п в соответствии с кривой зависимости К от п, построенной на фиг.З и рассчитанной, исходя из условия обеспечения близкого к оптимальному гармонического состава выходного напряжения -инвертора. В частности, приведенные значения К обеспечивают на верхней части диапазона регулирования преобразователя полное устранение из спектра выходной кривой пятой паразитной гармоники и близкое к нулю значение седьмой гармонической.

Как видно на фиг. 3, значение К для четных п заметно превышает вели25

30

35

40

Ч

ром 2 и генератором линейно-изменяющегося напряжения 3, источник 4 опор ного напряжения, связанный с сумматорами 5-9, источник 10 управляющего напряжения, суммирующий усилитель 11, компараторы 12-16 с выходными формирователями импульсов, дизъюнкторы 17 и 18, счетные триггеры 19 и 20 и логический распределитель 21 управ- лякщих импульсов.

Алгоритм функционирования системы поясняется пунктирными кривыми на временной диаграмме Фиг. 20 Частота следования импульсов генератора 1 в 12 раз превымает выходную частоту инвертора. Протяженность периода симметричного развертывающего напряже ния Ua генератора 3 при этом равна одной шестой периода выходной частоты. Сигналы на выходах сумматоров 6-9 эквивалентны положениям фронтов управляющих импульсов. Величина опорного напряжения U

U.3 маке

где

45

UjyvwKc амплитуда сигнала 1)3. Напряжением источника 10, тождественным параметру , регулируется величина выходного напряжения инвертора. Ко- 5Q эффициент передачи суммирующего усилителя 11 равен К, выраженные в цифровой форме состояния выходов Q4Q-j iQ регистра 2 на периоде выходного напряжения записываются как 1000, 1001, 0010, 0011, 0000, 0001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111. Логические функции, реализуемые распределителем 19 и поступающие в фор ме включающих сигналов управления

5

0

5

0

ром 2 и генератором линейно-изменяющегося напряжения 3, источник 4 опорного напряжения, связанный с сумматорами 5-9, источник 10 управляющего напряжения, суммирующий усилитель 11, компараторы 12-16 с выходными формирователями импульсов, дизъюнкторы 17 и 18, счетные триггеры 19 и 20 и логический распределитель 21 управ- лякщих импульсов.

Алгоритм функционирования системы поясняется пунктирными кривыми на временной диаграмме Фиг. 20 Частота следования импульсов генератора 1 в 12 раз превымает выходную частоту инвертора. Протяженность периода симметричного развертывающего напряжения Ua генератора 3 при этом равна одной шестой периода выходной частоты. Сигналы на выходах сумматоров 6-9 эквивалентны положениям фронтов управляющих импульсов. Величина опорного напряжения U

U.3 маке

где

5

UjyvwKc амплитуда сигнала 1)3. Напряжением источника 10, тождественным параметру , регулируется величина выходного напряжения инвертора. Ко- Q эффициент передачи суммирующего усилителя 11 равен К, выраженные в цифровой форме состояния выходов Q4Q-j iQ регистра 2 на периоде выходного напряжения записываются как 1000, 1001, 0010, 0011, 0000, 0001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111. Логические функции, реализуемые распределителем 19 и поступающие в фор ме включающих сигналов управления

516460296

на соответствующие вентили инверто-ра имеют следующий вид:

-А Q4Q9QtQ,U20 + Q4byUQ + UQ,Q«Q, + Q4Q,QzQ,u o- + Рги„ + Q3U,, + Q4Q,U20+ ,иго;

+В .U 754Q2Q, + , + Q5Q2Q,U20 +

+ + Q+Q3Q2U.9 + + Q4QsQz buzoi

+C - ,U20+ QjQjQ, + Q4Q1Q1 + ,UZO + + QzU,«,+ Q4Q3Q,uzo + Q4Q2Q,uzo.

Таким образом, предложенная модификация известного алгоритма широтно импульсного регулирования инвертора позволяет заметно улучшить гармонический состав его выходного напряжения. Предложенное введение дополнительных переключений позволяет резко снизить, вплоть до нулевых значений, амплитуды близких к основной паразитных гармонических составляющих кривой выходного напряжения инвертора. Это наглядно подтверждается приведенными на фиг. 5 характеристиками спектрального состава линейного выходного напряжения, рассчитанными для варианта п 5 (сплошные линии) и сопоставленными с аналогичными кривыми, рассчитанными для известного алгоритма 1ЧИР (пунктирные линии). Формула изобретения

Способ управления автономным трехфазным инвертором, заключающийся в том, что основные вентили разных фаз инверторов периодически включают и выключают с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл.град, при этом для каждого основного вентиля в течение одного полупериода от 0 до 180 эл.град формируют зону проводимости, в тече- ние другого полупериода от 180 до

0

5

0

5

0

з

360 эл.град. формируют зону закрытого состояния, тактовый интервал зоны проводимости от 60 до 120 эл.град. и тактовый интервал зоны закрытого состояния от 240 до 300 эл.град. разбивают на п отрезков протяженностью 60/п эл.град., в середине каждого из которых формируют соответственно основные паузы и участки проводимости одинаковой длительности ft, отличающийся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения инвертора, для каждого основного вентиля внутри интервалов 0-30, 150-180, 180-210 и 330-360 эл.град. формируют дополнительные паузы и участки прово-1 димости, местоположение середины которых определяют путем сдвига на +60 эл.град. границ упомянутых отрезков, расположенных внутри интервалов 90-120 и 270-300 эл.град., и сдвигом на - 60 эл.град. границ отрезков, расположенных внутри интервалов 60- 90 и 240-270 эл.град., а длительность i дополнительных пауз и участков проводимости находят из функциональной зависимости J K(60/n - А) эл.град., где численное значение коэффициента К определяют в соответствии с кривой, приведенной на фиг. 3.

TOOT

,lMI±if

p p 0

1Z 24

-TLJl Л П fl

ч

ПППППДПППП Ш

A

Фиг 2

V

A

v:-,J 456789

Фигз

)f2ff

Л

/

ijqty ii

jfeo

&

-3,

156 W6 & t

JO

12

Ik